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植物有用アルカロイド生合成系の分子進化の解明と代謝工学

研究課題

研究課題/領域番号 26252012
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 文彦  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (10127087)

研究分担者 南 博道  石川県立大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (90433200)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2014年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
キーワード植物アルカロイド生合成 / 分子進化 / 代謝工学 / ゲノム解析 / 代謝再構築 / 生理活性評価
研究実績の概要

ハナビシソウのゲノム遺伝子(1.1Gb)を次世代シークエンサー解析し、総塩基数約0.47Gb、約0.8 MbのN50をもつ15668個のscaffold配列を得た。ゲノム全長のカバー率はまだ十分とはいえないが、得られた配列を解析し、これまでに、報告されているRNA sequence配列を50%以上カバー率で95%以上含有していること、これまでに単離同定されているIQA生合成酵素遺伝子、ならびに転写調節遺伝子のすべてについて、十分なゲノム配列領域を含んでいることを明らかにした。また、ケシにおいて同定されたnoscapine生合成クラスタ-は存在しなかったが、同生合成酵素のホモログの存在を確認した。現在、ゲノム上に検出されたが、発現が確認されず、機能も不明である生合成遺伝子のホモログ遺伝子の機能、ならびに、その発現制御について解析を進めている。
同時に、これまでに単離同定されたイソキノリンアルカロイド生合成遺伝子を用いた生合成系の再構築を行い、微生物生産系においてレチクリンからdihydrosanguinarineの生合成系の部分的再構築に成功した。また、多様なイソキノリンアルカロイドの生理活性を評価するための線虫アッセイ系を改良し、NHR8の発現抑制による感受性増大を明らかにするとともに、論文公開した。
今後、より多様なIQA産生薬用植物のゲノム構造とその遺伝子機能を解明し、IQA生合成系の多様化を分子レベルで解明するとともに、IQAの生理活性評価を行うことを計画している。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Knockdown of the NHR-8 Nuclear Receptor Enhanced Sensitivity to the Lipid-Reducing Activity of Alkaloids in Caenorhabditis elegans.2014

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Chow, Y. Kawasaki, and F. Sato
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem

      巻: 78 号: 12 ページ: 2008-2013

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.940278

    • NAID

      120005601058

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] P450s and plant isoquinoline alkaloid biosynthesis2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Sato
    • 学会等名
      12th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • 発表場所
      Conference Hall of the Kyoto International Foundation, Kyoto
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物を用いたイソキノリンアルカロイド生合成経路の再構築2014

    • 著者名/発表者名
      堀健太郎、岡野峻祐、佐藤文彦
    • 学会等名
      第32回日本植物細胞分子生物学会(盛岡)大会・シンポジウム
    • 発表場所
      アイーナ(いわて県民情報交流センター)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イソキノリンアルカロイド生合成系の転写因子CjWRKY1の転写後制御に関する解析2014

    • 著者名/発表者名
      山田泰之、佐藤文彦
    • 学会等名
      第32回日本植物細胞分子生物学会(盛岡)大会・シンポジウム
    • 発表場所
      アイーナ(いわて県民情報交流センター)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Plant Secondary Metabolism. In: eLS.2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Sato
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2016-06-01  

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